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挡土墙后滑裂面的空间效应是客观存在的,研究滑裂面的空间形态对于理论分析三维土压力具有基础性意义。采用自主设计的模型试验装置,重复开展6次试验,通过监测脆性玻璃条的断裂位置获取了确切的滑裂面的空间形态,并且分析了滑裂面在主平面的投影形态和土体隆起形态。用数值模拟的方法计算了100个工况,分析了滑裂面空间形态和主平面的投影形态与挡土墙宽深比、土体内摩擦角及墙土接触面粗糙程度之间的关系。通过研究,主要获得了以下研究成果:(1)用试验和数值模拟的方法获得了三维被动滑裂面形态:滑裂面横剖面宽度大于挡土墙宽度,随着距挡土墙距离的增加,横剖面底部的水平段宽度逐渐减小,横剖面最低部的高度逐渐增加,横剖面形态由“U”型逐渐变为“V”型;滑裂面纵剖面后半部分近似为直线,各纵剖面形态之间存在差异。(2)获得了滑裂面在主平面上的投影形态。从挡土墙后先以斜线往外侧扩展,斜线与挡土墙垂线夹角近似为扩展角,距挡土墙最远处为与挡土墙平行但宽度小于挡土墙宽度的直线段,斜线与直线段之间近似以圆弧段连接。主平面投影形态关于挡土墙中垂线对称。(3)对滑裂面空间形态的影响因素进行分析总结。(1)随着挡土墙宽深比增大:滑裂面的空间特性逐渐不明显;滑裂面纵剖面破裂角减小。(2)随着土体内摩擦角的增加:滑裂面纵剖面直线段的破裂角逐渐减小;横剖面最低位置的高度逐渐减小,横剖面宽度范围逐渐增大,横剖面由底部往顶部过渡的趋势由比较陡逐渐变得平缓;主平面投影形态的宽度及距挡土墙最远距离均出现线性增加。(3)墙土接触面的粗糙程度对于滑裂面的形态和主平面投影形态影响较小。(4)土体达到被动极限破坏的位移量。平移模式下有限宽深比的刚性挡土墙后无黏性土体达到被动极限破坏所需达到位移量为(10%~12%)H。